طراحی نوع جدیدی از صفحات تثبیت کننده فک برای برطرف مسائل جراحی - مجله سرگرمی

به گزارش گروه علمی و دانشگاهی خبرنگاران به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، علی نیکو دانش آموخته رشته مهندسی پزشکی مقطع کارشناسی ارشد گرایش بیومتریال و مجری طرح آنالیز بیومکانیکی صفحات بازسازی نماینده فک تیتانیومی و معرفی آلیاژ نایتینول به عنوان جایگزین گفت: بیماری، سرطان و یا تصادم های مختلف از عواملی هستند که باعث برداشتن قسمتی و ناقص شدن آناتومی و مختل شدن عملکرد استخوان فک می گردد.

وی اضافه کرد: از این رو علم مهندسی پزشک برای بهبود نتایج عمل جراحی بازسازی فک و صورت، از ابزارهایی اعم از عکس برداری سی تی اسکن از جمجمه، نرم افزارهای طراحی و تحلیل مهندسی، مدل سازی کامپیوتری استفاده نموده و در خصوص عمل بازسازی فک پایین، صفحات تثبیت نماینده منحصر به شکل استخوان فرد بیمار طراحی نموده است.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر مطرح کرد: صفحات تثبیت نماینده فک تجاری موجود در بازار، اکثرا ساخته شده از جنس آلیاژ تیتانیوم (Ti6Ali4V) و به صورت استاندارد هستند که استحکام تسلیم بالایی داشته و از نظر برهمکنش با بافت های بدن بسیار زیست سازگار هستند.

به گفته وی، همچنین این صفحات استاندارد چون از طریق دست جراح خم شده و روی فک قرار می گیرد، نقاطی پرتنش روی آن ایجاد خواهد شد؛ اما با توجه به مطالعات گذشته پس از عمل جراحی چند مشکل بزرگ به همراه داشته اند. از اساسی ترین مسائل، به دلیل اختلاف زیاد بین مدول الاستیک تیتانیوم و استخوان تضعیف کردن بافت استخوان و در بعضی موارد، ایجاد تمرکز تنش و شکستگی صفحات و درنتیجه بیرون زدن صفحه از پوست صورت بیمار است، اضافه کرد: همچنین به دلیل تنش های پیاپی روی پیچ ها، احتمال تمرکز کرنش روی استخوان اطراف پیچ ها و در نتیجه شل شدن انها نیز بالاست.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: برای حل این مسائل راه چاره پیشنهادی استفاده از یک بیومتریال با مدول یانگ پایینتر و طراحی صفحه سفارشی مخصوص بیمار است.

وی ادامه داد: نایتینول (NiTi) یک آلیاژ تیتانیومی با ویژگی هایی مثل زیست سازگاری، استحکام نهایی تسلیم و خستگی بالا، ظرفیت دمپینگ و جذب شوک بالا است. علاوه بر این میزان مدول یانگ این آلیاژ نزدیکتر به استخوان بوده و می توان با ایجاد تخلخل مدول یانگ آن را با استخوان همتراز نموده تا توزیع تنشی مناسبتری روی استخوان و صفحه داشته باشیم.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: صفحات سفارشی یا customized با استفاده از تصاویر عکس برداری پزشکی، نرم افزارهای مهندسی و پرینترهای سه بعدی طراحی و ساخته شده و نسبت به صفحات استاندارد هم زمان عمل جراحی را کاهش داده و هم ریسک شکستگی را پایینتر آورده اند.

وی روش تحقیق خود را اینگونه مطرح کرد: با استفاده از تصاویر سی تی اسکن از جمجمه در نرم افزار میمیکس Mimics، یک نمونه مدل استخوان فک پایین آسان را مدلسازی نموده و با به کارگیری نرم افزار طراحی مهندسی سالیدورکس (Solidworks) و تریمتیک (3-Matic) یک نمونه فک شکسته به همراه صفحه سفارشی سینوسی طراحی نموده و با مشخص شرایط حل مسئله، بارگذاری، شرایط مرزی و خواص اجزا، این مدل صفحه را ارزیابی نموده ایم.

به گفته این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در این مطالعه یکی از اهداف، آنالیز معیارهایی ازجمله ایجاد شکستگی روی صفحه، کاهش تنش روی استخوان (سپرتنشی یا stress shielding) و خارج شدن پیچ از داخل استخوان برای ارزیابی بیومکانیکی طراحی سفارشی پیشنهادی با نام سینوسی بوده است.

وی با اشاره به نتایج طرح اضافه کرد: دوره ترمیم 2-4 ماه پس از عمل جراحی پیوند گرافت و تثبیت فک است. در دوره ترمیم بر اثر اضافه شدن پیشبار روی صفحه تثبیت نماینده، احتمال تثبیت کافی گرافت افزایش یافته است.

وی ادامه داد: در این دوره و دوره پس از ترمیم احتمال رخ دادن پدیده سپرتنشی روی گرافت و همینطور شکسته شدن صفحه تثبیت نماینده در مدل بازسازی شد با صفحه نایتینولی نسبت به مدل تیتانیومی کاهش پیدا نموده است.

به گفته این محقق، با افزایش بارگذاری، صفحه تیتانیومی هم از نظر احتمال شکست و هم از نظر احتمال بیرون زدن پیچها نسبت به صفحه نایتینولی به دلیل انعطاف پذیری کمتر، حساسیت بیشتری نشان داده است. پس از دوره ترمیم با اضافه کردن ایمپلنت روی گرافت، احتمال شکست صفحه تثبیت نماینده در هر دو مدل کاهش و احتمال ایجاد ناحیه کم تنش روی گرافت و پدیده سپرتنشی افزایش خواهد یافت. با تغییر گرافت یک تکه به دوتکه و یا افزایش ضخامت صفحه استاندارد، احتمال شکست صفحه و همچنین پدیده سپرتنشی روی گرافت کاهش پیدا نموده است.

نیکو اضافه کرد: به طورکلی با مقایسه طراحی استاندارد و سفارشی، میتوان گفت از لحاظ احتمال شکست و بیرون زدن پیچ و همینطور حساسیت به بارگذاری بهتر عمل نموده است.

وی با بیان اینکه بازار این صفحات تثبیت نماینده در ایران و شرکت های داخلی خیلی گسترده نبوده و تنها به پیچ و پلاک های ارتوپدی برای تثبیت فک یا استخوان های جمجمه محدود می گردد، اضافه کرد: کمپانی های مختلفی این پلاک های ارتوپدی را فراوری می نمایند؛ اما بازار شرکت های امریکایی و اروپایی برای این صفحات بازسازی نماینده فک بسیار گسترده و فعال است.

به گفته این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر، از جمله صنعت ای پردرآمد در امریکا و اروپا صنعت تجهیزات ارتوپدی و ایمپلنت های فک و صورت است؛ در اصل این صنعت بین رشته های پزشکی و مهندسین پزشک بوده که با به کار گیری نرم افزارهای مهندسی و تصاویر سی تی اسکن، پلاک یا صفحه تثبیت نماینده یا بازسازی نماینده مخصوص بیمار را طراحی نموده و با تکنولوژی پرینت سه بعدی فلزی ساخته و با یاری سیستمهای کامپیوتری و به کارگیری جراحی از طریق کامپیوتر، روی فک یا صورت بیمار از این صفحات ارتوپدی استفاده خواهند کرد.

نیکو اضافه کرد: پلاک های ارتوپدی ابزارهای پزشکی هستند که برای حمایت از یک ساختار زیستی آسیب دیده یا تقویت ساختار در بخشی از بدن مورد استفاده قرار می گیرند. سطح خارجی ایمپلنت ها با بافت زنده در تماس بوده و بوسیله مواد بیولوژیک و یا مواد آلیاژی مقاوم در مقابل محیط یونی بدن ساخته می گردد که در اصطلاح به این دسته از مواد زیست سازگار اطلاق می گردد برای مثلاً در خصوص ایمپلنت هائی که در استخوان ها جاگذاری می گردد سطح آنها از تیتانیم، کروم و یا آپاتیت تشکیل شده که هیدروکسی آپاتیت از اجزای اصلی تشکیل دهنده بافت استخوان می باشد پس استخوان با آن وارد واکنش شیمیایی نمی گردد. پلاک ارتوپدی به طور گسترده برای فیکس کردن شکستگی های دیافیز بالاتنه و شکستگی های متافیز و مفصلی (آرتیکولار) به کار برده می گردد.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ادامه گفت: به این تجهیزات بطور عمده پیچ و پلاک ارتوپدی (screws & plates) می گویند. اما تعداد و تنوع این ابزارها زیاد بوده و بتدریج در حال افزایش است. از طرفی هریک از آنها کاربرد مخصوص به خود را داشته و در شکستگی ها و جراحی های ترمیمی مختلف ارتوپدی بکار گرفته می شوند. تنوع زیاد این پیچ و پلاک های ارتوپدی که بطور عام به آنها پلاتین نیز گفته می گردد باعث شده تا خیلی از پرستاران و کارشناسان اتاق عمل احتیاج به مرور و آموزش کافی در این زمینه داشته باشند.

وی در سرانجام گفت: پلاک های ارتوپدی از جمله وسایل پزشکی هستند که برای جایگزینی در مفاصل و استخوان های بدن و ثبیت شکستگی های ناشی از تصادفات طراحی شده اند تا از استخوان آسیب دیده حمایت نمایند. جنس عمده پلاکهای ارتوپدی از فولاد ضد زنگ یا از آلیاژهای تیانیوم است که با استفاده از یک پوشش پلاستیکی بر روی ایمپلنت غضروف مصنوعی را به نوعی می توان شبیه سازی کرد. کاشت ایمپلنت را به علت پیر شدن جامعه ایران می توان از شایع ترین جراحی های ارتوپدی البته بعد از تصادفات ناشی از پراید دانست. ایمپلنت های ارتوپدی با توجه به نوع کاربرد و جایگزینی در مکان مورد نظر احتیاجمند به طراحی -استحکام مورد احتیاج و منحصر به فرد خود می باشند و مهندسین علاوه بر استحکام آنها باید به زیست سازگار (BIO COMPATIBLE) بودن ایمپلنت ها نیز دقت نمایند. پیچ، پلاک، سیم و نیل نمونه ای از تثبیت نماینده های داخلی پرکاربرد در جراحی های ارتوپدی هستند.

انتهای پیغام/

کشتی کروز: کشتی کروز: سفری لوکس و در عین حال مقرون به صرفه به اقیانوس ها

دور زمین: دور زمین: آشنایی با زیبایی های دنیا در مجله گردشگری